第一篇：表面活性劑在石油工程中的應用研究進展論文

摘要：表面活性劑在石油工程的油氣鉆井、開采及儲運中均有很廣泛的應用。綜述了表面活性劑在石油工程中的研究及應用現狀，由于國內一些大型油氣藏已到開采后期，油田采收率較低，利用表面活性劑可以提高采收率。高分子類型的表面活性劑既能提高波及系數，又能提高洗油效率，是很好的驅油助劑。目前不少油田在開采低滲透油藏以及頁巖油氣藏，壓裂液助劑的開發研究是現在及將來的一個研究熱點。

關鍵詞：表面活性劑；石油工程；應用；研究

表面活性劑是一類分子由極性的親水部分和非極性的親油部分組成的，少量存在即能顯著降低溶劑表面張力的物質。它們廣泛用于日常生活[1，2]，以及石油工程。例如，在油氣鉆井工作中可以用作鉆井液的殺菌劑、緩蝕劑、起泡劑、消泡劑、解卡劑、乳化劑等；在油氣開采作業中可以用作黏土穩定劑、驅油劑、清防蠟、酸壓助劑（可用于乳化酸、泡沫酸，成膠和破膠、助排劑等）；在油氣田地面工程中可以用作減阻劑、破乳劑、殺菌劑、絮凝劑等，于浩洋等[3-6]對其在油田中的主要應用及其作用機理進行過歸納。

目前國內一些大型油藏已到開發后期，原油采收率較低，可以采用化學驅進行驅油。例如，大慶油田的堿-表面活性劑-聚合物（ASP）三元復合驅為大慶油田的增產和穩產作出了巨大貢獻[7]。對低孔低滲的油氣藏如目前國內外熱門的頁巖油/氣藏的開采則多用壓裂工藝，其中關鍵的化學劑常用到表面活性劑[8-11]。

根據表面活性劑在水中起活性作用的親水基團來進行分類，可以將其分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型、非離子型及特種類型（包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性劑等）表面活性劑。現根據其類型對其在石油工程尤其是在低孔低滲油氣藏中的研究及應用現狀進行綜述，以供我國頁巖油/氣藏開采技術的研究人員作參考。

1普通表面活性劑的研究及應用

1.1陰離子型

在水中起活性作用的部分為離子的表面活性劑。常見的陰離子表面活性劑有羧酸鹽型（可用作肥皂）、磺酸鹽型（可用作洗衣粉）、硫酸酯鹽型（可用于牙膏）及磷酸酯鹽型（可用于織物的去靜電）等[12，13]。

在油田應用中，硫酸酯鹽型如十二烷基硫酸鈉可用于泡沫及微泡沫鉆井液的起泡劑；石油磺酸鹽[14]可以將油水界面張力降至超低界面張力（10-3mN/m），用于堿-表面活性劑-聚合物（ASP）三元復合驅，可以極大地提高原油的采收率。

1.2陽離子型

季銨鹽型、吡啶鹽型及咪唑啉型等陽離子表面活性劑可用農藥、殺菌、緩蝕劑、防靜電等；在石油工程中多用作殺菌劑、潤濕劑和緩蝕劑，不過使用量不太大。例如，將季銨鹽型表面活性劑用于地層的降壓增注，效果明顯[15]。

1.3兩性離子型

甜菜堿等氨基酸類的兩性表面活性劑分子中既有陰離子又有陽離子，在水中由于pH值的不同可以表現出兩種類型的電性，可用作驅油劑。

栗原君[16]研究了十六烷基羥丙基磺基甜菜堿在低滲多孔介質中的流動特征及驅油特征，發現低礦化度地層水與甜菜堿溶液與巖石表面作用更強、流動阻力更小，高礦化度水驅、低礦化度水驅的采收率可分別達到32.5%和33.8%，而低礦化度水驅加后續低礦化度表面活性劑驅的組合方式可使采收率達最高。

1.4非離子型

非離子型表面活性劑分子在水中不帶電性，故而受水中礦化度的影響非常小，物理化學性質較穩定，例如聚氧乙烯烷基醇醚可用于驅油及原油的破乳等[17，18]。

章楊等[19]研究了壬基酚聚氧乙烯醚系列非離子表面活性劑，利用高溫高壓可視化泡沫儀對不同溫度、壓力和礦化度條件下CO2泡沫的性能進行了測試，分析了各因素及聚氧乙烯基的聚合度對CO2泡沫性能的影響。結果表明：EO聚合度越大，表面活性劑的親水性越強，泡沫性能及穩定性均有所提高；相反，礦化度、壓力和溫度的升高使泡沫性能下降。

2特種表面活性劑的研究及應用

2.1含氟/硅型

主要是含氟表面活性劑及含硅類型的表面活性劑。很特殊的既憎水又憎的含氟表面活性劑，可以在凍膠壓裂液中作為熱穩定性較好的助排劑；含硅表面活性劑如有機硅則是很好的消泡劑，還可以用作驅油劑及凍膠壓力液破膠后的返排劑等[20-25]。

例如李凡等[26]以烯丙基聚乙二醇、環氧氯丙烷、含氫硅油和有機胺等作為原料，制備出多種有機硅，其水溶液與勝利油田某區塊原油的界面張力可低至0.025mN/m，將其進行CO2驅油實驗，可進一步提高11.44%的原油采收率。

2.2Gemini（雙子、孿生或雙生）型

Gemini型表面活性劑是一類雙親水基雙親油基的兩親物質。有較高的界面活性、很低的臨界膠束濃度以及較低的Krafft點，具有較好的增溶、潤濕、起泡和鈣皂分散作用。在低濃度時其增粘效果顯著，有較好的黏彈性和膠凝作用。目前已報道的的Gemini型有磺酸鹽型、季銨鹽型、二壬基苯酚綜合型、甘氨酸衍生物等，除了用于個人護理和其它一些化工用途外，在石油工程中可用于三采及清潔壓裂液的增稠[27-30]。陽離子的雙子表面活性劑有較好的協同效應[31]。Oliviero等[32，33]研究了雙子水溶液的物理化學性質，而朱森[34]研究用計算機模擬雙子表面活性劑的性能表征。

唐善法等[35]合成了表征系列羧酸鹽雙子表面活性劑，可以配制新型低傷害耐溫性清潔壓裂液，將其與納米粒子復配成清潔壓裂液，黏度測試結果表明疏水鏈碳數越多，該雙子型表面活性劑的增稠能力越強，溶液黏度突變升高對應活性劑濃度越小；疏水鏈碳數相同時，聯結基碳數越多，其增稠能力越強，熱穩定性越好；0.04%納米ZnO可提高高溫下的溶液黏度（100℃下由10mPa·s升至30mPa·s）。優化配方有良好的抗高溫性能和剪切穩定性，攜砂穩定性好且能快速破膠。該清潔壓裂液在塔里木盆地致密砂巖氣藏的應用效果良好。

3表面活性劑在致密油氣藏的研究及應用

單一的表面活性劑固然能降低溶劑的表面張力，但其形成洗油能力較強的膠束、乳液及微乳液的能力較弱，因此在提高原油采收率時多需和多種化學劑復配使用。例如，加入適量的無機鹽可以調整乳狀液及微乳液的親水親油平衡值（HLB值），利于膠束的形成；加入適當的表面活性物質可以減少價格昂貴的表面活性劑的使用。配乳狀液及微乳液時，由于油品的來源不同，故而乳化時所需乳化劑的HLB值也不同，若不能研制出合適的表面活性劑，則需要用兩種或多種表面活性劑進行復配，調整到油-水乳化所需的HLB值，如此才能配制出穩定的水/油型乳狀液或油/水型乳狀液，可用于提高原油采收率。

例如，利用陰離子/非離子表面活性劑進行驅油，模擬效果表明，可以顯著降低界面張力能力，濃度范圍在0.05%～0.30%；熱穩定性較好，乳化性能較好，可以使水驅的采收率提高12%左右[36]。

針對致密油氣藏，將表面活性劑復配至壓裂液中，對比研究發現陽離子表面活性劑改變潤濕性的效果較好，若是延長燜井時間，則開井后的產量會有所提高[37]。利用納米乳液針對超低滲透油藏利用納米乳液進行降壓增注，不僅可以降低油水界面張力，還可以提高原油采收率[38]。

邱正松等[39]針對頁巖儲層的水敏等儲層傷害問題，采用兩步稀釋法，研備出極小粒徑且分散性好的水包油型納米乳液。選取Gemini季銨鹽型表面活性劑與Tween80等復配。

羅明良[40，41]等以氨基聚硅氧烷和綠色表面活性劑脂肪酸甲酯磺酸鈉合成，得到致密氣井壓裂控水性良好的納米乳液。納米乳液的液滴中值粒徑平均為28.5nm。其中的氨基、硅氧烷與硅氫鍵等極性基團通過物理化學吸附作用可以牢固吸附到巖石表面，分子鏈中的疏水基團硅甲基可以改變巖石表面的潤濕性。

4結論

石油工程中鉆遇的儲層有時會很復雜，現有的表面活性劑不太適用，目前主要的研究熱點是環保型表面活性劑的研制及作用機理的研究，用于驅油及壓裂的新型表面活性劑及其作用機理的研究。例如，任立偉[42]提出鉆井液用表面活性劑今后的研究工作應充分利用表面活性劑之間的協同效應，提高表面活性劑的抗溫、抗鹽及抗鈣的能力，盡量開發出環保產品如烷基糖苷類，以及雙子型表面活性劑及含硅或氟等的新型表面活性劑，還要注重各種類型表面活性劑的作用機理的研究。對于開發后期的油氣藏，采用化學驅進行驅油時的驅油機理由于采用的化學劑的不同，尤其是新型化學劑（如有機堿、生物表面活性劑等）的應用，其作用機理還有待進一步研究[7]。遼河、新疆油田等一些稠油油藏可以利用乳狀液驅油，但是采出液及采出水的破乳是個難題，有必要針對復配表面活性劑及用有機堿穩定的稠油O/W型乳狀液的破乳脫水進行研究[43]。對于國內外較熱門的頁巖油/氣的開采，即特低滲油氣藏的開發，表面活性劑的作用機理還需加大研究。例如，對勝利油田某區塊的特低滲巖心進行的驅替研究表明[44]，表面活性劑可以顯著降低最小（擬）啟動壓力梯度，且其濃度對含水飽和度的影響較大。

第二篇：表面活性劑在日常生活中的應用論文

論 文

標題：表面活性劑在日常生活中的應用

姓名：郭貝貝

班級：14油化班

表面活性劑在日常生活中的應用

摘要：如果你了解表面活性劑，那么你會發現生活中你經常用到的東西大多都與表面活性劑有關，本文通過對表面活性劑的分類、作用來進一步說明表面活性劑在我們日常生活中的應用。

關鍵詞：表面活性劑

分類

作用

應用

表面活性劑被譽為“工業味精”，是指具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質。表面活性劑一般為具有親水與疏水基團的有機兩性分子，可溶于有機溶液和水溶液。表面活性劑是這樣一種物質，它活躍于表面和界面上，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率；在一定濃度以上的溶液中能形成分子有序組合體，從而具有一系列應用功能。

一、表面活性劑的分類

表面活性劑的分類方法有以下幾種：

1、按表面活性別在水溶液中能否解離及解離后所帶電荷類型分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性離子性；

2、按表面活性劑在水和油中的溶解性可分為水溶性和油溶性表面活性劑；

3、按分子量分類，可將分子量大于104者稱為高分子表面活性劑，分子量在103~104者稱為中分子量表面活性劑及分子量在102~l03者稱為低分子量表面活性劑；

4、根據表面活性劑的來源進行分類，通常把表面活性劑分為合成表面活性劑、天然表面活性劑和生物表面活性劑三大類；

二、表面活性劑的主要作用

表面活性劑的作用是改變兩相物質間的界面性質，可起潤濕、洗滌、分散、增溶、泡沫等作用。

（1）潤濕作用：固體表面的一種流體被另一種與之不相溶的流體所取代的過程。潤濕有三種類型，即接觸潤濕(沾濕)、浸入潤濕(浸濕)與(鋪展潤濕)鋪展。沾濕是改變液-氣界面固-氣界面為固-液界面的過程。浸濕是指固體浸入液體的過程如洗衣時把衣服泡在水中。鋪展是在固-液界面代替固-氣界面的同時，液體表面也擴展。如：零件表面上往往粘附有一層蠟、油脂或鱗片狀的物質，這些物質是疏水性的。由于這些物質的污染，零件表面不易被水潤濕，當水溶液中加入表面活性劑時，零件上的水珠就很容易分散開來，使零件的表面張力大大降低，達到潤濕目的。

（2）洗滌作用：表面活性劑的洗滌作用是表面活性劑具有最大實際用途的基本特性。它涉及到干家萬戶的日常生活。并且在各行各業和各種工業生產中也得到越來越多地應用。洗滌作用可以這樣來描述，將浸在某種介質(一般為水)中的固體表面的污垢去除的過程稱為洗滌。在洗滌過程中，加入洗滌劑以減弱污垢與固體表面的粘附作用并施以機械力攪動，借助于介質(水)的沖力將污垢與固體表面分離而懸浮于介質中，最后將污垢沖洗干凈。

（3）分散作用：灰塵和污粒等固體粒子比較容易聚集在一起，在水中容易發生 沉降，表面活性劑的分子能使固體粒子聚集體分割成細小的微粒，使其分散懸浮在溶液中，起到促使固體粒子均勻分散的作用。

（4）增溶作用：油類物質中加入表面活性劑后，才能“溶解”，但是這種溶解只有在表面活性劑的濃度達到膠體的臨界濃度時才能發生，溶解度的大小根據增溶對象和性質來決定。就增溶作用而言，長的疏水基因烴鏈要比短烴鏈強，飽和烴鏈比不飽和烴鏈強，非離子表面活性劑增溶作用一般比較顯著。增溶作用可使被增溶物的化學勢顯著降低，使體系變得更穩定，即增溶在熱力學上是穩定的，只要外界條件不變，體系不隨時間變化。

（5）泡沫作用：表面活性劑的水溶液都有程度不同的發泡作用。泡沫對污垢有強烈的吸附作用，對防止污垢在織物上的再沉積有很大益處，因而與洗滌去污有一定的內在聯系，然而泡沫過多也使織物不容易漂洗干凈。習慣上人們常把起泡作用與洗滌作用混為一談，認為洗滌劑質量的優劣取決于泡沫的多少，實際并非如此。經驗和研究都已證 明，洗滌作用與泡沫作用并無直接關系。盡管如此，泡沫在洗滌劑的使用過程中還是不可缺少的。

織物洗滌用表面活性劑中，陰離子表面活性劑如烷基苯磺酸鈉(代號LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(代號AES)等，特別是AES的發泡性能好，而非離子表面活性劑的發泡性能相比較差。通過上述討論我們可以知道，洗滌劑中的表面活性劑具有潤濕、乳化、吸附、滲透、分散、懸浮、起泡、增溶等多種功能，織物的洗滌去污過程，即是上述功能綜合作用的結果。除上述功能外，表面活性劑還具有柔軟、抗靜電、抗菌消毒等功能。

三、表面活性劑在日常生活中的應用

近年來，我國表面活性劑工業得到迅速發展，產量不斷擴大品種不斷增多。這一方是由于表面活性劑在工農業生產中的廣泛應用，更重要的是由于日常生活中家用的洗滌用品及其他生活用品需求量的與日俱增。

表面活性劑在化妝品中的主要功能包括乳化、分散、增溶、起泡、清洗、潤滑和柔軟等。表面活性劑在化妝品中具有廣泛的用途，起著重要的作用。化妝品中所利用的表面活性劑的性能不僅僅是其單一的性能，而是利用其多種性能，因此，表面活性劑是化妝品生產中不可缺少的原料，廣泛應用于化妝品中。具體來說，化妝品對其所用的重要原料，表面活性劑有一定的要求，包括：要求用作原料的表面活性劑具有美白、保濕、延緩皮膚衰老和防脫發等功能；用作化妝品的原料須對人體無害，對皮膚及眼黏膜無刺激、無毒性、無不愉快氣味、無過敏性等不良現象；用作乳化劑的表面活性劑的配伍性、相容性要好，具有良好的外觀和使用感覺，要求其香氣怡人、細膩、光滑柔軟及有良好的涂沫性和鋪展性，在生產操作上方便；用作化妝品的表面活性劑應具有抗微生物污染性能等等。

表面活性劑具有高效的清潔及消毒功能，早已成為保潔產品中最重要的組成部分。表面活性劑是洗滌劑的主要成分，它與污垢和在污垢與固體表面之間發生一系列的物理化學作用（如：潤濕、滲透、乳化、增溶、分散、起泡等）并借助于機械攪拌獲得洗滌效果。用量最多、最廣泛的是陰離子和非離子表面活性劑，陽離子和兩性表面活性劑只是在生產某些特殊類型和功能的洗滌劑時才使用。

家用洗滌劑主要包括衣物洗滌劑(如洗衣粉、洗衣皂、洗衣液、洗衣膏、洗衣片、衣領凈等)；家居清潔用品(如洗潔精、地板清洗劑、潔廁精、家電清潔劑等)；個人洗護用品(如洗發水、沐浴露、洗手液、洗面乳等)幾大類。表面活性劑是家用洗滌劑中的主要成分。表面活性劑的發展，推動了家用洗滌劑的繁榮；家用洗滌劑的發展；拉動了表面活性劑的增長。

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對食品的要求也越來越高，食品除了要滿足最基本的營養價值之外，還應具有良好的色香味。因此在食品工業中越來越多的使用食品添加劑，表面活性劑就是最常見的一類食品添加劑。表面活性劑是分子里含有固定的親水親油基團，能集中在溶液表面、兩種不相混溶液體的界面或者集中在液體和固體的界面，降低其表面張力或界面張力的一大類化合物。表面活性劑在食品工業中的應用非常廣泛,在一些食品制作中添加表面活性劑,可以大大地改善加工條件,提高產品質量,延長食品保鮮期等。高質量的食品加工,是離不開表面活性劑的應用的。

總結：隨著社會的不斷發展，人們對生活品質的不斷提高，我覺得表面活性劑與我們的日常生活將會密不可分，所以表面活性劑也將會有很大的發展空間。

第三篇：SunyPCC800在石油注水工程中的應用

SunyPCC800在石油注水工程中的應用

概述：

油田注水是利用注水井把水注入油層，以補充和保持油層壓力的措施稱為注水。油田投入開發后，隨著開采時間的增長，油層本身能量將不斷地被消耗，致使油層壓力不斷地下降，地下原油大量脫氣，粘度增加，油井產量大大減少，甚至會停噴停產，造成地下殘留大量死油采不出來。為了彌補原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現油田高產穩產，并獲得較高的采收率，必須對油田進行注水。

現場情況：

多年來，勝利油田各注水站一直采用人工錄取數據資料和設備巡檢制度，各注水泵機組及其輔助設備未能做到運行狀態的實時監控，設備預知性修保能力差，對機組的振動、效率、泵的噪音未能開展檢測和有效控制，由此造成注水泵站系統效率不高，能耗大，故障率高，信息反饋速度慢等問題。為此，勝利油田引進應用了我公司PCC800集散控制系統于第五注水站，我公司的PCC800系統的應用為勝利油田提高注水系統效率和自動化水平起到了良好的促進作用。

工作原理：

該系統通過智能傳感器組對現場各注水泵機組的壓力、溫度、流量、電流、電壓、用電量、水位、油位等物理量進行自動監測，并將監測結果傳輸給PCC800系統，經PCC800數據計算以及注水站生產系統運行優化處理后，系統根據現場情況去控制各泵出口電動閥門和電機的運轉和停止。系統再把數據送至監控系統（工控機），操作、顯示各泵及整個站系統的運行狀態，并將測試結果存入磁盤，打印輸出班報、日報、月報、年報及效率分析表等；根據有關監測數據計算出泵干壓差、泵效、單耗、各機組單臺系統效率及整個注水站的平均系統效率等參數。同時根據注水站生產運行優化參數需要，若遇超限參數，則發出聲音報警和操作提示信號。當注水系統運行出現突發性故障和嚴重超出調控值時，系統能及時發出聲光報警，并給予提示，以及自動緊急跳閘斷電停機保護等措施，同時工控機能自動彈出報警窗口，顯示報警畫面。在沒有操作人員按下報警應答指令前，無論是否執行停機命令，系統一直保持報警提示狀態，確保注水系統在高效安全狀態下運行。

操作系統：

（1）具有泵站工藝現場工況流程圖、每臺機組運行狀態模擬圖、儲水罐液位模擬圖、設備潤滑流程圖、設備冷卻流程圖等動態顯示，動態測量控制數據的功能。

(2)具有網絡通訊功能。通過網絡實現遠距離調控操作，查看各注水站每臺泵的運行狀態、實時數據和歷史數據、設置調控參數和保護參數，以及緊急故障處理等。

（3）具有巡視功能。能循環顯示各個顯示窗口，包括注水泵圖、電機圖、泵效趨勢圖、數據表和各種報表等

（4）具有顯示并打印輸出設備報警及停機參數、各機組運行參數、歷史資料、特性曲線和數據分析報表等。既能定時編制打印各種生產報表，又能根據生產需要隨時打印某一時刻某臺機組的監測資料。報表數據的自動保存，當本班次結束時，系統提示操作員輸入報表信息，如操作員忘記手動保存報表，則本班次結束10分鐘后系統自動保存報表，文件名稱 1 為當前時間。

(5)自動采集處理數據，對監測處理的數據資料具有記憶、再顯和遠傳功能。

(6)系統具有三種啟停泵操作方式。即現場手動操作方式、自動控制方式和連鎖控制方式，滿足了企業集成化管理和安全生產的要求。

（7）多種報警功能，當報警事件發生時，產生聲音報警，同時有實時和歷史報警記錄，輸出數據變成紅色。

（8）系統連鎖功能，當有報警產生時系統自動關閉電機和閥們，自動切換到手動時為無擾動切換。

控制系統：

控制系統采用我公司的SunyPCC800系統，SunyPCC800集散控制系統為分級分布式多處理器智能化體系結構，硬件模塊化、智能化、冗余化全隔離。模板在線自診斷，自恢復，防掉電保護等功能。

圖1

系統結構圖

現場各物理量監測：

（1）壓力和液位檢測。采用意大利的TSK霍爾壓力傳感器將現場各壓力（液位）信號轉換成4～20mA標準模擬信號輸入至PCC800，由PCC800進行模數轉換，計算實際的壓力（液位）值，存入PCC800中CPU數據存儲區，由程序實時調用。

（2）溫度檢測。采用PT100溫度傳感器，將各溫度值存入PCC800中CPU數據存儲區，由程序實時調用。

（3）流量檢測。傳感器將現場流量壓力信號轉換成4～20mA標準模擬信號輸入至PCC800。

（4）用電量檢測。選用具有485通訊接口的智能電能表，將電機用電量采用讀取儀表內存的方法，經485通訊接口直接送入上位機數據存儲區，由程序實時調用。

小結：

自從本系統在勝五注水站投入運行以來。經過觀察現場運行結果，證明該系統性能優越，可靠性好，具有顯著的經濟效益和社會效益。它的應用，既提高了注水泵站的現代化管2 理水平，減緩了機泵的磨損，延長了設備的使用壽命，使設備的預知性修保能力大大增強；同時還進一步改進了職工的生產工作條件，降低了油田大型泵站的工業噪聲污染，減輕了職工的勞動強度，提高了油田注水站的系統效率和自動化水平，達到了平穩注水，節能降耗的目的。

2004．7．19 3

第四篇：油田生產中表面活性劑的應用

油田生產中表面活性劑的應用

1、開采稠油用的表面活性劑

由于稠油粘度大、流動性差，給開采帶來許多困難。為開采這些稠油，有時需將表面活性劑的水溶液注入井下，使高粘度的稠油轉變為低粘度的水包油型乳狀液，抽提到地面。這種稠油乳化降粘法用到的表面活性劑有烷基磺酸鈉、聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多烯多胺、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯鈉鹽等。采出的這種水包油型乳狀液，需要將水分離出去，也要使用一些工業表面活性劑作為破乳劑進行脫水。這些破乳劑是油包水型乳化劑。常用的有陽離子表面活性劑或環烷酸、瀝青質酸及它們的多價金屬鹽。特殊的稠油，不能采用常規的抽油機開采法，需要注蒸汽進行熱采。提高熱采效果，需要使用表面活性劑。向注汽井注入泡沫，即注入耐高溫的起泡劑及不凝氣體是常用的調制方法之

一。

常用的起泡劑是烷基苯磺酸鹽、α—烯烴磺酸鹽、石油磺酸鹽、磺烴基化的聚氧乙烯烷基醇醚和磺烴基化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。由于含氟表面活性劑，表面活性高，對酸、堿、氧、熱及油穩定，故含氟表面活性劑是理想的高溫起泡劑。為了使分散的油易于通過地層的孔喉結構，或使地層表面的油易被驅出，需要使用稱之為薄膜擴散劑的表面活性劑，常用的是氧

烷基化酚醛樹脂高分子表面活性劑。

2、開采含蠟原油用表面活性劑

開采含蠟原油，需要經常進行防蠟和清蠟。表面活性劑作為防蠟劑和清蠟劑。防蠟用的有油溶表面活性劑和水溶性表面活性劑。前者通過改變蠟晶表面的性質而起防蠟作用。常用的油溶性表面活性劑是石油磺酸鹽和胺型表面活性劑。水溶性表面活性劑是通過改變結蠟表面（如油管、抽油桿及設備表面）的性質而起防蠟作用。可用的表面活性劑有烷基磺酸鈉、季銨鹽、烷烴聚氧乙烯醚、芳烴聚氧乙烯醚及其它們的磺酸鈉鹽等。清蠟用的表面活性劑也分兩個方面，油溶性用于油基清蠟劑，水溶性的磺酸鹽型、季銨鹽型、聚醚型、吐溫型、OP型表面活性劑、硫酸酯鹽化或磺烴基化的平平加型與OP型表面活性劑等用于水基清蠟劑。近年來，國內外將清防蠟有機地結合起來，還將油基清蠟劑和水基清蠟劑有機地結合起來，生產出混合型清蠟劑。這種清蠟劑以芳香烴和混合芳香烴作油相，以具有清蠟作用的乳化劑作水相。當選擇的這種乳化劑為具有適當濁點的非離子型表面活性劑時，就可使它在油井結蠟段以下溫度達到或超過它的濁點，從而使這種混合型清蠟劑在進入結蠟段前破乳，分出兩

種清蠟劑，同時起清蠟作用。

3、穩定粘土使用的表面活性劑

穩定粘土分防止粘土礦物膨脹和防止粘土礦物微粒運移兩個方面。防止粘土膨脹可用，如胺鹽型、季銨鹽型、吡啶鹽型、咪唑啉鹽等陽離子表面活性劑。防止粘土礦物顆粒運移可用的有含氟的非離子—陽離子表面活性劑。

4、酸化措施使用的表面活性劑

為了提高酸化效果，一般在酸液中需加入多種添加劑。凡能同酸液配伍并易被地層吸附的表面活性劑，均可作為酸化緩速劑。如陽離子表面活性劑中的脂肪胺鹽酸鹽、季銨鹽、吡啶鹽和兩性表面活性劑中的磺酸鹽化、羧甲基化、磷酸酯鹽化或硫酸酯鹽化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。有些表面活性劑如十二烷基磺酸和它的烷基胺鹽，可將酸液乳化在油中，產生油包酸乳狀液，以此乳狀液作為酸化工業液，亦起緩速作用。

有些表面活性劑可作為酸化液防乳化劑，具有分支結構的表面活性劑如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺均可作為酸化防乳化劑。

有些表面活性劑可作為乏酸助排劑，可作為助排劑的表面活性劑有胺鹽型、季銨鹽型、吡啶鹽型、非離子型、兩性及含氟表面活性劑等。有些表面活性劑可作為酸化防淤渣劑，如油溶性表面活性劑，如烷基酚、脂肪酸、烷基苯磺酸、季銨鹽等。因它們酸溶性不好，可用非離子型表面活性劑將它們分散在酸液中。為了提高酸化效果，需要在酸液中加入潤濕反轉劑，將近井地帶的潤濕性由親油反轉為親水。聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚與磷酸酯鹽化的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚的混合物等，被地層

吸附為第吸附層，而起到潤濕反轉作用。

另外，還有一些表面活性劑，如脂肪胺鹽酸鹽、季銨鹽或非離子—陰離子表面活性劑作為起泡劑，制成泡沫酸工作液，達到緩速緩蝕深部酸化之目的，或以此制成泡沫作為酸化的前置液，將它們注入地層后，再注酸液。泡沫中的氣泡產生的Jamin效應，可對酸液起轉向作用，迫使酸液主要溶蝕低滲透層，提高了酸化效果。

5、壓裂措施使用的表面活性劑

壓裂措施常施用于低滲透油田，就是用壓力將地層壓開，形成裂縫，并用支撐劑將裂縫支撐起來，減少流體流動阻力，達到增產增注目的。有些壓裂液是用表面活性劑作為成分之一來

配制的。

水包油壓裂液是由水、油和乳化劑配制的。使用的乳化劑有離子型、非離子型和兩性表面活性劑。若用稠化水作外相，以油作內相，可配得稠化水包油壓裂液（聚合物乳狀液）。這種壓裂液能使用160℃以下的溫度下，并能自動破乳排液。

泡沫壓裂液是以水為分散介質、以氣為分散相的壓裂液，其主要成分是水、氣和起泡劑。烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸酯鹽、季銨鹽和OP型表面活性劑均可作為起泡劑。起泡劑在水中的濃度一般是0.5—2%，氣相體積與泡沫體積的比值在0.5—0.9范圍。

油基壓裂液是以油作溶劑或分散介質配成的壓裂液。現場應用最多的油是原油或其重餾分，為了改進其粘溫性能，需要加入油溶石油磺酸鹽（分子量300—750）。油基壓裂液也包括油包水壓裂液和油泡沫壓裂液。前者用的乳化劑是油溶性的陰離子型表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑，后者用的穩泡劑是含氟的高分子表面活性劑。

水敏地層壓裂液，是用醇（如乙二醇）與油（如煤油）混合物作為分散介質，用液體二氧化碳作為分散相，用硫酸酯鹽化的聚氧乙烯烷基醇醚作乳化劑或起泡劑配成的乳狀液或泡沫，壓裂水敏地層。

壓裂酸化用壓裂液，既是壓裂液又是酸化液，用于碳酸鹽地層，兩種措施同時進行。與表面活性劑有關的是酸泡沫和酸乳狀液，前者用烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽作起泡劑，后者是用

磺酸鹽型表面活性劑為乳化劑。

壓裂液也同酸化液一樣使用表面活性劑作為防乳化劑、助排劑和潤濕反轉劑，在此不再多敘。

6、調剖、堵水措施用表面活性劑

為了提高注水開發效果抑制原油含水上升速度，需要在注水井上調整吸水剖面及在生產井上進行堵水的增產措施。其中的一些調剖堵水方法，經常用到一些表面活性劑。

HPC/SDS凍膠調剖劑，由羥丙基纖維素（HPC）與十二烷基硫酸酯鈉鹽（SDS）在淡水中

配成。

烷基磺酸鈉和烷基三甲基氯化銨，分別溶于水中，配成兩種工作液，先后注入地層，在地層中兩種工作液相迂，產生烷基三甲基胺的烷基亞硫酸酯沉淀，封堵高滲透層。

聚氧乙烯烷基苯酚醚，烷基芳基磺酸鹽等可作為起泡劑，溶于水中配制一種工作液，然后與液體二氧化碳工作液交替注入地層中，就在地層中（主要是高滲透層）形成泡沫，產生堵塞，起到調剖作用。

以季銨鹽型表面活性劑作為起泡劑溶于硫酸銨同水玻璃配成的硅酸溶膠中注入地層，然后注不冷凝氣體（天然氣或氯氣），則可在地層中先產生以液體為分散介層的泡沫，隨后硅酸溶膠膠凝，就產生了以固體為分散介質的泡沫，起到堵塞高滲透層及調剖作用。以磺酸鹽型表面活性劑為起泡劑，以高分子化合物作為稠化穩泡劑，再注氣體或產生氣體的物質，在地面或地層生成水基泡沫，這種泡沫在油層，表面活性劑大量移至油水界面，引起泡沫破壞，故不堵油層，是一種選擇性和油井堵水劑。

油基水泥堵水劑是水泥在油中的懸浮體，水泥表面親水，當它進入出水層時，水置換水泥表面的油井與水泥作用，使水泥固化封堵出水層。為改善這種堵劑的流動性，通常加入羧酸鹽

型及磺酸鹽型表面活性劑。

水基膠束液溶堵水劑，是由石油磺酸銨、烴類及醇類等為主要成分的一種膠束溶液，在地層中迂高含鹽水，可變粘稠，達到堵水作用。

水基或油基陽離子表面活性劑溶液堵水劑，是以烷基羧酸鹽和烷基氯化銨鹽活性劑為主要成分，只適用于砂巖地層。

活性稠油堵水劑，它是一種溶有油包水型乳化劑的稠油，在地層迂水后產生高粘的油包水乳

狀液，達到堵水目的。

水包油堵水劑，是以陽離子型表面活性劑作為水包油型乳化劑，將稠油乳化在水中配成。

7、防砂措施用表面活性劑

防砂作業前，需要注一定量的由表面活性劑配制的活性水作為前置液，對地層進行予清洗，以提高防砂效果。目前常用活性劑，多數是陰離子表面活性劑。

8、原油脫水用表面活性劑

在一、二次采油階段，采出的原油多用油包水型破乳劑。已發展了三代產品，第一代是羧酸鹽，硫酸鹽和磺酸鹽。第二代是低分子非離子表面活性劑如OP、平平加和磺化蓖麻油等。

第三代為高分子非離子表面活性劑。

在二次采油后期和三次采油階段，采出原油多以水包油型乳狀液形式存在。所用破乳劑有四類，如十四烷基三甲基氧基氯化銨、二癸基二甲基氯化銨，它們可與陰離子類型的乳化劑反應，改變其親水油平衡值，或吸附在水濕性粘土顆粒表面，改變其潤濕性，破壞水包油型乳狀液。另外一些可作為油包水型乳化劑的陰離子表面活性劑以及油溶性的非離子表面活性

劑，也可用作為水包油型乳狀液破乳劑。

9、水處理用表面活性劑

油井采出液經脫出原油之后，產出水需要經過處理才能達到回注要求。水處理的目的有六個方面，即緩蝕、防垢、殺菌、除氧、除油和除去固體懸浮物。因此，要使用緩蝕劑、防垢劑、殺菌劑、除氧劑、除油劑及絮凝劑等，涉及工業表面活性劑的有如下方面：

用作緩蝕劑的工業表面活性劑有烷基磺酸、烷基苯磺酸、全氟烷基磺酸的鹽類，直鏈烷基胺鹽類、季銨鹽類、烷基吡啶鹽類、咪唑啉及其衍生物的鹽類、聚氧乙烯烷基醇醚類、聚氧乙烯二烷基丙炔醇、聚氧乙烯松香胺、聚氧乙烯十八胺以及聚氧乙烯烷基醇醚烷基磺酸鹽，各種季胺基內鹽，二（聚氧乙烯基）烷基及其衍生物的內鹽。

用作防垢劑的表面活性劑有磷酸酯鹽、硫酸酯鹽、醋酸鹽、羧酸鹽及其它們的聚氧乙烯基化合物。磺酸酯鹽、羧酸鹽的熱穩定性明顯優于磷酸酯鹽、硫酸酯鹽。

用于殺菌劑的工業表面活性劑有直鏈烷基胺鹽類、季胺鹽類、烷基吡啶鹽類、咪唑啉及其衍生物的鹽類、多種季銨內鹽、二（聚氧乙烯基）烷基及其衍生物的內鹽。

用于除油劑的工業表面活性劑，主要是具有分支結構和含二硫代羧酸鈉基的表面活性劑。

10、化學驅油用表面活性劑 一、二次采油可采出25%—50%的地下原油，還有許多原油留在地下采不出來。進行三次采油可提高原油采收率。三次采油多以化學驅油方法，即向注入水中加入一些化學劑，提高水驅效率。在所用化學劑之中，有些屬于工業表面活性劑，其情況簡要介紹如下： 以表面活性劑為主劑的化學驅油方法，稱之為表面活性劑驅。表面活性劑主要通過降低油水界面張力，提高毛管數而起到提高采收率作用。由于砂巖地層表面帶負電，所以使用的表面活性劑主要是陰離子型表面活性劑，而且大部分是磺酸鹽型表面活性劑。它是使用磺化劑（如三氧化硫）將芳香烴含量高的石油餾分磺化，再用堿中和制成。其規格：活性物50%—80%，礦物油5%—30%，水2%—20%，硫酸鈉1%—6%。石油磺酸鹽耐溫不耐鹽，不耐高價金屬離子。合成磺酸鹽是由相應的烴類，用相應的合成方法制得。其中的α—烯烴磺酸鹽，特別耐鹽，耐高價金屬離子。另外一些陰離子—非離子型表面活性劑及羧酸鹽型表面活性劑，也可用于驅油。表面活性劑驅油要用兩種助劑：一種是助表面活性劑，如異丁醇、二乙二醇丁醚、尿素、環丁砜、亞烯基苯磺酸鹽等，另一種是電介質，包括酸堿鹽，主要是鹽，它們可減少表面活性劑的親水性，相對增加親油性，亦是改變活性劑的親水親油平衡值而起作用。為了減少表面活性劑的損耗，提高經濟效果，表面活性劑驅，還要使用稱之為犧牲劑的化學物質。可作為犧牲劑的物質，有堿性物質和多元羧酸及其鹽類，低聚物和高聚物也可作為犧牲劑，木質素磺酸鹽及其改性物是一種犧牲劑。

使用兩種或兩種以上化學驅油主劑的驅油方法，稱之為復合驅，與表面活性劑有關的這種驅油方法有：表面活性劑十聚合物的稠化表面活性劑驅；堿十表面活性劑的堿強化表面活性劑驅或表面活性劑強化堿驅；堿十表面活性劑十聚合物的按元復合驅。復合驅通常比單一的驅動有更高的采收率。據目前國內外發展趨勢分析，三元復合驅較二元復合驅有更高的優越性。三元復合驅用的表面活性劑主要是石油磺酸鹽，通常還復配使用聚氧乙烯烷基醇醚的硫酸、磷酸及羧酸鹽類、聚氧乙烯烷基醇烷基磺酸鈉鹽等，以提高其耐鹽性能。近期，國內外都重視研究和使用了生物表面活性劑，如鼠李糖脂、槐糖脂發酵液等，以及天然混合羧酸鹽和造紙副產堿木素等，在現場和室內試驗取得了好的驅油效果。

第五篇：有機鐵在豬飼料中的應用研究進展

有機鐵在豬飼料中的應用研究進展

應用，比無機鐵有較高的生物利用效價，對豬生產性能可提高采食量、生長速度、飼料效率和健康水平等。近年來，有機鐵的研究應用受到重視。生化特性

有機鐵可分為金屬絡合鐵（配體化合鐵）和螯合鐵兩類。絡合劑有蛋白質、氨基酸、糖、有機酸等天然有機物。金屬絡合鐵是由一個中心離子（或原子）如Fe

2+

和配位體以共價鍵相結合所形成的復雜離子或分子。配位體是指那些含有可提供孤對電子原子的分子，有機分子中的N、O、S都可提供孤對電子，這些供體可與金屬離子發生配位作用，從而形成復合物。螯合鐵是一種特殊的絡合鐵，它是指一個或多個基團與一個金屬離子進行配位反應而生成的具有環狀結構的絡合鐵。螯合鐵也稱作內絡合鐵，由于它的環狀結構，通常比絡合鐵穩定。

美國官方飼料監測局（MFCO，1996）確定了有機鐵的定義：對氨基酸和蛋白質金屬螯合鐵，是指可溶性鹽的金屬離子同氨基酸按照1：（1～3）（最佳為1：2）的比例反應，生成配位的共價鍵所得產物。水解氨基酸的平均分子量為150左右，生成的螯合鐵的分子量不得超過800。這種結構使分子內電荷趨于中性，它的穩定常數適中，從而使金屬在消化道中易于釋放出來，比相應的無機離子更為優越。效價作用 2.1生物利用效價高

許多研究證明，有機鐵比無機鐵有更高的生物利用率，且對動物的生長、生殖、健康及飼料轉化率等有明顯的促進作用。

在妊娠母豬的日糧中添加200 mg/kg的氨基酸螯合鐵，有相當的鐵通過胎盤進入胎兒體中，可降低胎兒的死亡率，提高仔豬的出生重和斷奶重，說明螯合鐵可通過胎盤轉運，進入到發育中的胚胎（無機鐵無法通過）。有機鐵的效價相對于FeSO4的效價范圍為125%～185%。

Kuznet-sor等（1987）報道，蛋氨酸鐵對7～28日齡的哺乳仔豬和4～5月齡的育肥豬的相對生物學效價分別為120%和115%（設硫酸亞鐵為100%）；Spears（1992）也研究了蛋氨酸鐵對哺乳仔豬的相對生物學效價為183%，Kuznetsor（1987）以紅細胞計數和過氧化氫酶為指標，研究了氨基酸螯合鐵對26日齡仔豬的相對生物學效價，結果分別為103%和114%。從大量的研究結果以及生產實踐來看，氨基酸螯合鐵的生物學效價明顯高于硫酸亞鐵、氯化亞鐵等無機鐵源添加劑。

2.2化學結構穩定

植物性飼料中所含的植酸、草酸、磷酸根離子，容易與鐵元素結合生成動物難以吸收的不溶性鹽而排出體外，從而影響鐵元素的吸收。有機鐵由于其特殊的結構，具有較好的化學穩定性，分子內電荷趨于中性，緩解了礦物質之間的拮抗作用，在消化過程中減少了pH值、脂類、纖維、胃酸等物質的影響，有利于動物機體對金屬離子的充分吸收和利用。

2.3免疫功能增強

有機鐵接近于酶的天然形態而有利于吸收，被吸收后可將螯合的鐵元素直接運輸特定的靶組織和酶系統中，從中發揮作用和滿足機體需要。有機鐵具有增強抗病力，提高免疫應答反應，促進動物細胞和體液免疫力的功效，發揮抗病、抗應激作用，改進動物皮毛狀況，減少早期胚胎死亡，對某些腸炎、皮炎、痢疾和盆血有治療作用；在接種、去勢、運輸、氣溫過高和變更日糧等應激條件下，有良好的效果。

2.4副作用小和適口性好

無機鐵因有特殊味道而影響動物的適口性，又因其性質不穩定，易與其他營養物質產生拮抗作用，并在消化吸收過程中還會影響胃腸道的酸堿平衡，而對機體產生不良影響，應用過量會造成動物的中毒。有機鐵如氨基酸螯合鐵，既提供動物機體所需要的氨基酸，又提供鐵元素，適口性好，毒副作用小，安全性好，吸收率高，易轉運，可加強動物體內酶的活性，提高蛋白質、脂肪和維生素的利用率，從而促進動物生長性能的發揮。

2.5吸收率好利于環保

有機鐵中金屬離子在配位體氨基酸或小肽的保護下，形成穩定的化學結構，既避免了礦物質之間的相互拮抗作用，又消除了無機鐵易對維生素氧化的弊端。無機鐵被動物吸收及蓄積的量很低，吸收率僅為10%左右，大部分隨糞便排出體外，影響環境，破壞地力，引起農作物富集，危害人畜健康。由于有機鐵生物學效價高，在日糧中添加一定量即可代替高劑量的無機鐵。

３ 吸收機理

Dreosti認為影響礦物吸收的腸道的物理化學因素對其生物利用率的高低起主要作用。生物利用率高的微量元素吸收率也比較高。有機鐵是利用配位體的轉運系統吸收，而不是金屬的轉運系統。如氨基酸、蛋白螯合物分別利用氨基酸、肽的吸收通道。尤其是研究小肽的吸收機制后，人們把更多的目光投向蛋白質螯合物。通過氨基酸和肽的轉運系統，螯合物完整地透過腸粘膜層進入血液，大大地提高了鐵元素的利用率。有機鐵受到配位體的保護，不易受到胃腸道內的不利于金屬吸收的物理化學因素的影響。胃腸道PH值對金屬復合物的穩定性和溶解性的影響較大，試驗認為氨基酸或肽的螯合物的穩定常數適中，既有利于與鐵元素結合成螯合鐵被運輸，需要時又能有效地從螯合物（載體）中釋放出來。有機鐵分子內電荷趨于中性，在體內pH值環境下溶解度好，吸收率高，易于被小腸粘膜吸收進入血液，供給周身細胞需要。生產應用 4.1哺乳仔豬

國內外研究表明，有機微量元素鐵可通過母豬胎盤和母乳傳遞給仔豬，從而促進仔豬生長發育，預防缺鐵性貧血，降低乳豬死亡率。

Close(2001)研究發現，在妊娠母豬或哺乳母豬日糧里添加有機鐵，仔豬斷奶重增加，血液中Hb 升高，證明有機鐵通過胎盤容易進入胚胎。據英國Darneley（1993）研究報道，母豬在1-8胎次產前28d開始采食有機鐵（56.7g/頭·d）平均每胎育成離乳仔豬頭數提高7.1%，仔豬死亡率降低26.8%。Yamamoto（1982）研究亦表明，有機鐵可穿過母豬胎盤為胎兒所用，提高仔豬的鐵儲備，改善仔豬生長性能，仔豬初生重斷奶重均顯著增加。

4.2斷奶仔豬 有機鐵應用于斷奶仔豬有顯著效果，徐建雄（1993）在35~80日齡斷奶仔豬日糧中添加蛋氨酸鐵60mg/kg，使生長豬的日增重、飼料效率分別提高9.99%~12.98%、6.60%~10.61%。據四川省畜科院動物營養研究所研制.省畜科公司生產的中華富鐵康，取代1/3的FeSO4試驗，結果日增重提高3.34-5.47%，料肉比降低4.23-4.26%，皮膚健康紅潤被毛光滑亮澤，增重成本降低經濟上可行。

4.3生長育肥豬

添加有機鐵使生長育肥豬提高了日增重和飼料利用率。據黃國清試驗看出，添加蛋氨酸鐵日增重提高9.56%，飼料報酬提高7.63%。鞠繼光等（2000）在生長育肥豬日糧中添加羥基蛋氨酸鐵40mg/kg代替等量相應的無機鐵，可提高40-75kg生長豬的日增重8.3%，降低料肉比13.7%。問題與對策

有機鐵作為新一代高效的安全營養添加劑，有其自身的功能作用，是有良好的市場應用領域。但從實際使用情況看還存在一些問題，有待今后進一步研究開發和生產應用上解決。

5.1生產成本較高 現市場上的有機鐵產品售價是無機鐵的10倍以上，難以在實際生產中大量應用；國內生產廠家如氨基酸螯合鐵還沒有研制出降低生產成本的新工藝新方法，生產出市場能接受經濟可行的有機鐵產品，應改進產品配方，工藝設計，選擇合適的生產工藝路線和簡化生產程序，降低生產成本。

5.2提高產品質量

有機鐵產品（除富馬酸亞鐵外）的質檢方法還沒有得到很好解決。當前有機鐵產品的定性定量分析尚待研究解決，通常采用的分光光度法、電位法等不適應其產品的定性定量分析，難以確定其有機的螯合度或絡合度的質量，很難規范有機鐵的生產、銷售和應用。為了利用廉價的螯合劑生產有機鐵，優化合成方法和新生產工藝路線，建立定性、定量的檢測新技術，是今后研究工作的重點。

5.3研究作用模式

有機鐵在動物體內的吸收機制和代謝原理及對機體造血機能有待進一步研究。近年來雖然越來越多的人接受金屬氨基酸螯合鐵和蛋白鹽利用肽與氨基酸的吸收機制，而并非小腸中普通金屬的吸收機制，但作用模式還需要進一步研究證實。

5.4探討利用條件 繼續研究適合動物機體的最佳螯合物（絡合物）結構形式，最佳添加時間和劑量。不同的螯合劑組成的有機鐵、不同的動物、不同日糧營養水平、不同生理條件，都影響有機鐵需要量，因此明確有機鐵的利用條件很有必要。

5.5強化示范推廣

加大對有機鐵的示范宣傳推廣，終于有一天，它將成為常規的礦物質元素添加到動物飼料中，一旦在生產上大面積推廣普及使用，將會給飼料工業和畜牧業帶來顯著的社會經濟效益。